【手続補正書】
【提出日】平成18年1月25日(2006.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】  前記構造体を構成する金属マトリックス・セラミックス複合体は、前記金属がアルミニウムまたはマグネシウムを主成分とする金属または合金であって、前記セラミックスが繊維強化セラミックス、粒子分散強化セラミックス、またはウィスカ強化セラミックスを含むＡｌ２Ｏ３系やＺｒＯ２系等の酸化物系セラミックス、またはＳｉＣ系やＳｉ３Ｎ４系等の非酸化物系セラミックス、若しくはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系４元化合物のサイアロンからなる透過性のプリフオーム体であって、前記複合体は前記セラミックスが体積比で４０％以上、好ましくは５０％以上であることを特徴とする請求項１、又は２に記載の工作機械等の送り装置。【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】  上記改良した送り装置の構成は、概略次のようなものである。リニアモータによって駆動される被駆動移動構造体の一部以上がリニアモータの可動子を兼用する構造の送り装置において、前記構造体が非金属の小比重の軽量体からなると共に、一軸に直角で移動方向に平行に延びる一対の背向する面を有してなり、該構造体を固定部に対して前記移動方向に直線移動自在に案内保持する直線案内装置と、前記構造体の相背向する各面とこれと相対向する固定部の面との一方の面に設けられる永久磁石片を軟磁性板に接着列設した磁石板と、該磁石板と微小間隙を隔てて相対向するように他方の面に設けられるヨーク鉄芯と巻回励磁コイルとからなる電磁石と、前記可動子構造体の固定部に対する移動方向の移動位置を検出するように両者間に取り付けられた位置検出装置と、該検出装置の検出フィードバック信号を受けつつ前記励磁コイルへ作動信号を出力するリニアモータに駆動装置とを備えて成るもので、前記の可動子構造体を構成する非金属の小比重軽量体を、繊維強化セラミックス、粒子分散強化セラミックス、またはウイスカ強化セラミックスを含むＡｌ２Ｏ３系やＺｒＯ２系等の酸化物系セラミックス、またはＳｉＣ系やＳｉ３Ｎ４系等の非酸化物系セラミックスで、全体が一体の焼結成形体から成るものと規定していた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】  そして、上記先願発明に従い、前記被駆動移動の構造体の材料を、該構造体の適用機械、使用箇所、要求機能または特性等に応じて選定したセラミックスの焼成成形体を用いるようにすると、前記構造体は全体としてかなり軽量となり、リニアモータとしてより大きな推力のものを設置、使用することなく、高応答性、高制御性、及び高加速度の高速移動を実現して、放電加工等の工作機械の加工性能を発揮し得るようになるが、上記セラミックス構造体は一般的ではなく、大寸法や形状によっては高価であり、そして上述の如く何等かの強化型セラミックスであったとしても、延性、靭性、及び熱伝導特性の点で問題があり、また、工作機械のリニアモータ駆動の主軸やジャンプ作動が必要な放電加工のリニアモータ駆動のクイルのような高速、高サイクルのハードな使用に対しては種々の付加保護手段が必要となる等の問題があった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】  また、前述の本発明の目的は（３）前記構造体を構成する金属マトリックス・セラミックス複合体は、前記金属がアルミニウムまたはマグネシウムを主成分とする金属または合金であって、前記セラミックスが繊維強化セラミックス、粒子分散強化セラミックス、またはウィスカ強化セラミックスを含むＡｌ２Ｏ３系やＺｒＯ２系等の酸化物系セラミックス、またはＳｉＣ系やＳｉ３Ｎ４系等の非酸化物系セラミックス、若しくはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系４元化合物のサイアロンからなる透過性のプリフオーム体であって、前記複合体は前記セラミックスが体積比で４０％以上、好ましくは５０％以上である前記（１）、又は（２）に記載の工作機械等の送り装置とすることにより、より良く達成されるものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】  このＺ軸クイル本体を構成する金属マトリックス・セラミックス複合体としては、具体的には、前記金属がアルミニウムまたはマグネシウムの軽金属または該軽金属を主成分とする合金であって、これに対し前記セラミックスが、繊維強化セラミックス、粒子分散強化セラミックス、またはウィスカ強化セラミックスを含むＡｌ２Ｏ３系やＺｒＯ２系等の酸化物系セラミックス、またはＳｉＣ系やＳｉ３Ｎ４系等の非酸化物系セラミックス、若しくはＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系４元化合物のサイアロンからなる透過性（空気等の気体が通過し得る）のプリフオーム体（所望目的形状に成形し焼成したもの）であって、該プリフオーム体を外気と断った状態で、前記金属の溶融金属と接触させることにより含浸浸透させるようにしたもので、従来からある複合材の製作法である粉末治金法、圧力鋳造法、及び真空鋳造法等では、複合材中の強化材の粉末等のセラミック材の充填率を、最大でも体積比で４０％程度までしかできなかったのを、外部から真空、機械的圧力湿潤剤等を与えることなく、セラミックスの充填率を体積比で４０％以上、最大約８０％程度まで出来るようにして、セラミックスの特性をより多く備えた軽量の金属マトリックス・セラミックス複合材が得られ、軽量、高剛性体であるところから、精密機械部材等としての使用が可能となったものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】  強化材がＳｉＣ系セラミックスの場合、  平均粒径がφ２０μｍのグリーンＳｉＣ粉末に対し、イオン交換水を２５ｗｔ％、ＨＮＯ３で安定化させた固形分濃度が２０％のコロイド状のアルミナ懸濁液を１５ｗｔ％、フォーマスターＶＬ（消泡剤）を１．２ｗｔ％加え、ボールを入れてないポットミルで１６時間混合した。得られたスラリイを５００×３００×３００ｍｍの大きさのシリコンゴム型に流し込み、２時間振動を印加して強化材を沈降させて成形した。成形後ゴム型ごと−２５℃に冷却冷凍して脱型した。脱型後、大気雰囲気中で、１５０℃／ｈの昇温速度で１，１５０℃×８ｈ焼成し、３００℃／ｈの降温速度で室温に冷却してプリフオーム体を得た。得られたプリフオーム体の上に、プリフオーム体の２倍の重量のＡｌ−１２Ｓｉ−２Ｍｇの合金を置き、８６０℃の窒素気流中（２ｌ／ｍｉｎ：炉内容積０．２０ｍ３）でプリフオーム体に金属を含浸させた後、プログラムコントローラで制御して、炉内で１００℃／ｈの降温速度で７００℃まで冷却し、その温度で５時間保持してから、再度１００℃／ｈで室温まで冷却し、金属マトリックス・セラミックス複合体を得た。上記プリフオーム体の粉末充填率５９Ｖｏｌ％、得られた金属マトリックス・セラミックス複合体の曲げ強度は３３２ＭＰａ、約５００μｍ程度のポアの数が合金とプリフオーム体の界面で、０．３／ｃｍ２と言うポア密度の小さい良質のものが得られた。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】  強化材がＡｌ２Ｏ３系セラミックスの場合、  平均粒径φ４０μｍの電融Ａｌ２Ｏ３を５６ｗｔ％、同じくφ２４μｍのものを２４ｗｔ％、平均粒径φ１２０μｍの水酸化アルミニウムを焼成して得た焼結ＡＩ２Ｏ３粉末を２０ｗｔ％を混合し、その粉末に対してイオン交換水を２５〜４５ｗｔ％、Ｎａ＋（Ｎａ２Ｏ換算で０．０５ｗｔ％）で安定化したコロイダルシリカ液、またはＮＯ３−で安定化させたアルミナ水和物のコロイド液を２ｗｔ％加え、ボールを入れてないポットミルで５〜１６時間混合した。得られたスラリを１８０×２５×２５ｍｍの大きさのシリコンゴム型に流し込み、２時間振動を印加して強化材を沈降させ成形した。成形後、ゴム型ごと−２５℃に冷却し冷凍して脱型した。脱型後、５０℃／ｈの昇温速度で大気雰囲気中で、１，１００℃×３ｈの焼成条件で焼成し、５０〜３００℃／ｈの降温速度で室温まで冷却してプリフオーム体を形成した。得られたプリフオーム体の上にプリフオーム体と同等量のＡｌ−５Ｍｇの合金を置き、８３０℃窒素気流中（２リットル／ｍｉｎ：炉内容積０．３ｍ３）でプリフオーム体に合金を浸透させた後、炉内で１００℃／ｈの降温速度で７００℃まで冷却し、その温度に５時間保持してから再度１００℃／ｈの降温速度で室温まで冷却して金属マトリックス・セラミックス複合体を得た。上記プリフオーム体の粉末充填率５６ｖｏｌ％、曲げ強度１３．３ＭＰａ、切断面の顕微鏡観察によると１ｍｍ以上のポアは存在せず、金属の浸透状態は良好なものであった。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】  このようにして製作された金属マトリックス・セラミックス複合体は、従来からの、斯種複合体の製作方法である粉末治金法、圧力鋳造法、または真空鋳造法によるものに比較して、従来法に依るものが、複合体中の粉末充填率を最大でも４０％程度迄しか大きく出来なかったのに対し、前述したセラミックスプリフオーム体に対する軽金属、合金の溶融体との接触による非加圧の含浸浸透法に依れば、粉末充填率を容易に制御できて、製作セラミックスプリフオーム体の粉末充填率と同一程度とすることができる。このため、従来法で困難とされた上限の粉末充填率４０％程度またはそれ以上の複合体を得ることは容易で、粉末充填率が、最高で約８０％程度のものが得られるようになり、この粉末充填率が少なくとも４０％以上、好ましくは約５０％以上のセラミックス材が複合材中の大半以上を含めるものとすることにより、単に金属とセラミックスの両方の特性、剛性、低熱膨張性、耐摩耗性等をより多く備えた、そしてそれでいて金属としての特性、延性、高靭性、高熱伝導性等もある程度有し、精密機械部品用等の鋳鉄材等に対しては勿論のこと同じくアルミニウムやマグネシウムを主成分とする軽量合金の構造部材に対して、大幅に軽量で、高剛性化した部材となる。このようにして得られた粉末充填率の異なるＳｉＣ系の複合体Ａ、Ｂと、Ａｌ２Ｏ３系の複合体Ｃ、Ｄの各種特性値を従来部材の鋳鉄、アルミニウム合金、及びアルミナ等と対比すると表１の通りである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】  表１から明らかなように、ＳｉＣ系とＡｌ２Ｏ３系の何れの複合体に於いても、粉末充填率が５０％程度、またはそれ以上のものになると、密度（ｇ／ｃｃ）はアルミニウム合金とほぼ同一程度で、アルミナセラミックスよりも軽く、引張強度（ＭＰａ）が一部を除き各ねずみ鋳鉄、アルミニウム合金、及びアルミナセラミックス以上であり、そして剛性（ヤング率・ＧＰａ）は上記アルミナセラミックスの半分前後であるが、アルミニウム合金やねずみ鋳鉄の約２倍から３倍であり、又熱膨張（係数１０／ｍ−６・℃）が高粉末充填率のものでアルミニウム合金の半分以下、ねずみ鋳鉄及びアルミナセラミックスと同等程度で、熱伝導度（Ｗ／ｍ・℃）がアルミニウム合金の１／２弱乃至同等程度以上で、ねずみ鋳鉄と同等以上３倍強、またアルミナセラミックスの２倍以上６倍と、セラミックスの特性を強く残しながら金属としての特性を獲得したものとなっていることからえるものである。そして、必要に応じ、表面に対してのニッケルメッキ等に依る鏡面仕上げや、陽極酸化の防食等のアルマイト処理、機械加工の平面度や平行度出（２μｍ）等を施すこともできる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】  上記、図１０及び図１１を、図２及び図４と対比すれば明らかなように、磁石板８Ｃは、取付板１２Ｃ、１２Ｄによりクイル収納枠７の対向内壁面側にヨーク鉄芯表面との微細間隙調整設定自在に取付けられリニアモータの界磁固定子となっているのに対し、ヨーク１０ＡＹ、１０ＢＹと巻回励磁コイル１０ＡＣ、１０ＢＣからなる電磁石１０Ａ、１０Ｂは、複合体製クイル８の上方端部の背向する両側面にしっかりと取付けられ、クイル８と一体となってリニアモータ電機子可動子となっている。  そして、このように可動子側に電磁石１０Ａ、１０Ｂを取付けた構成とすると、界磁固定子の磁石片１１Ａ、１１Ｂを検出するポールセンサ等の信号線、励磁コイル１０ＡＣ、１０ＢＣの励磁配線、及び、ヨーク鉄芯１０ＡＹ、１０ＢＹに於ける鉄損、及び、励磁コイル１０ＡＣ、１０ＢＣに於けるジュール銅損等による発熱を冷却する冷却水の給排管１４Ａ、１４Ｂ等を可動及び可撓に仕末するケーブルキャリア又はダクト１０ＡＫ、１０ＢＫが配設される。  而して、本発明の場合、クイル８が軽量の良好な熱伝導体であるから、可動子電磁石１０Ａ、１０Ｂの発熱に対する冷却配管１４Ａ、１４Ｂ手段は、ヨーク鉄芯１０ＡＹ、１０ＢＹのみに限らず、取付板１２Ａ、１２Ｂ近傍のクイル８本体内に付加形成するようにしても良い。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】  以上は、本発明を図示した実施例をもとに、放電加工の場合を主に説明を加えたが、上述した本発明の精神を逸脱しない範囲で、各部に種々の変更を加え、工作機械等の送り装置としての実施が可能なものである。例えば、電源が無停電電源でない場合、停電するとクイル８が落下することになるから、停電時に作動してクイル８をコラム２又はクイル収納枠７に固定するメカロック機構を設けることが推奨される。また、この可動子クイルの落下防止のための前述メカロックに代えて、設定下死点以下への移動を防止する、好ましくは調整可能な下ストッパをクイル８とコラム２またはクイル収納枠７間、或いは電極取付手段８Ａと加工槽内加工テーブル間に設けるとか、図３等に示したように、リニアモータへの磁性塵埃の進入を防止するためのクイル収納枠７の上下を閉塞する蛇腹の取付及びその構成、さらにリニアスケール１３とともに、またはこれに代えて永久磁石１１Ａ又は１１Ｂの位置を検出する磁電変換素子等のポールセンサをヨーク１０ＡＹ又は１０ＢＹに設けるようにしても良い。